基于杂质赤字的再生回用水网络集成图示法

将氢网络中基于剩余率的集成优化法扩展至水网络，以杂质浓度为基础进行分析，提出了基于杂质赤字的再生回用水网络图像集成优化方法。该方法无需图像试差和迭代，通过构建浓度-流量图和杂质赤字图，可确定未考虑再生回用的水网络夹点位置及最小新鲜水用量。并在此基础上，考虑再生装置和水网络的优化以及二者的集成，分析水网络的新鲜水节省量与杂质脱除率、再生水源流量及再生废水浓度的定量关系；构建定量关系图确定最小新鲜水用量随各参数的变化关系、夹点位置、最大新鲜水节省量以及一定再生条件下的极限及最优提纯参数。案例分析表明，该方法简单、高效，对于各工况下的水网络，均可使新鲜水消耗量及废水排放量减小，为工艺设计和操作提供重要的参考。     

再生循环水网络设计在火电厂的应用

为解决水网络集成优化方法在火电厂水网络优化应用中存在的问题，该研究对杂质的传递过程进行了扩展，使用移质推动描述杂质负荷单元用水过程，以及用最大移质能力及移除率描述再生过程，并通过邻接矩阵描述网络单元间的连接关系，从而构建再生循环水网络模型；对3300 MW火电厂进行模型应用研究，将案例水网络划分为9个用水子系统，等效拆分为11个用水单元并对移质单元构建浓度修正模型从而实现最大移质过程，选取Cl^-、总悬浮固体(SS)、SO₄^2-三个杂质指标进行节水优化应用，通过对该优化问题KKT条件进行求解从而实现模型的简化，优化后水网络新鲜水取用量减少6.7%、排污量减少62.9%。通过案例研究表明，构建的基于“供-用-耗-排”过程的再生循环水网络模型是成功的，可实现火电厂多杂质指标、复杂系统考虑再生循环的水网络节水优化设计，解决了水网络集成优化方法在火电厂应用中单元间回用过程描述不够准确以及再生单元描述不适用于节水改造情景的问题。     

运用二分法设计具有再生再利用的多杂质水网络

为了优化具有再生再利用的多杂质水网络设计,提出一种二分法设计方法。即认为所有过程仅包含不使用和使用再生水的过程,假设前者完全使用新鲜水,根据过程的源水流值可算出初始再生浓度C~0_(reg),其流量待定,然后基于再利用的设计方法进行设计。完成本次迭代后,以未回用的源水流即为再生前水流,将其流量与再生水用量进行比较,数值较小者与再生水量的初值构成一个区间,用二分法确定出再生水量,据此选择浓度势较小的再生前水流,并计算出再生浓度C~i_(reg),直至{C~i_(reg)}收敛时结束。并对文献中几个实例进行计算,结果表明此方法设计步骤简捷、计算量小,且设计的新鲜水用量和再生浓度比文献的设计值低。     

基于最大水回用规则的遗传算法用水网络优化

超结构用水网络规模大、结构复杂、求解比较困难。本文提出了基于最大水回用规则的遗传算法用水网络优化设计方法,该方法按出口浓度的单调性进行排列,使进口浓度或出口浓度达最大值以确定用水量,简化了用水网络超结构及数学模型。以最小新鲜水量为目标,以过程之间回用水量和废水量为基因,对简化后的用水网络运用遗传算法进行了优化设计。遗传算法采用浮点数编码方法,运用了算术交叉技术和种群间交叉技术。计算实例表明,本文所提方法可行,能利用最大水回用规则简化用水网络,并快速求出其最优解。     

最小化新鲜水量与废水处理量的图形方法

水分配网络由回用、再生和废水处理3个相互作用的子系统构成。设计水分配网络需考虑质量负荷固定和流量固定两类用水操作模型。目前,兼顾两类用水操作的图形方法对水分配网络的研究局限于一个或两个子系统的设计,而缺少一种能同时处理3个子系统的方法。本文用新的方法合成了反映用水网络水源盈亏情况的总组合曲线,并由此得到最小废水量和新鲜水量。为考虑废水再生情况,提出通过用再生水线和废水线合成废水排放线的方法求解再生情况下的最小新鲜水量。同时,根据总组合曲线得到了废水组合曲线,求得最小废水处理量。实例表明,本文所提方法可在具体网络设计前,在同一浓度-质量负荷图中确定单杂质水分配网络的各目标参数,且简便易行。     

嵌入条件改变的配合法水回用网络优化

当前对水回用网络的研究,主要集中于在用水过程情况确定条件下构造新鲜水量最低的用水网络,忽视了用水过程的变化性.本文以配合法构造用水网络,每一用水过程入水以新鲜水、低污染回用水和高污染回用水配合获得,使各过程进水流量比尽可能趋近1,各过程按出口极限浓度由低到高依次运算.该方法以过程为运算单元,所以可针对具体过程,通过即时修改可回用水的流量、浓度等运算参数实现条件改变下的用水网络构造,同时有利于实现用水网络的在线优化和成本控制.最后通过实例说明了该方法的有效性.     

间歇用水系统中废水回用与集中再生处理的调度优化设计方法

针对间歇用水系统建立了废水回用与废水集中再生处理协调运行和调度优化的数学规划设计模型。在多周期运行条件下,以保证循环周期中水系统最优运行为目标,提出了消除不同操作周期下储罐中水量和浓度波动的多周期反算求解策略,并确定了多周期操作下优化的用水网络。通过单杂质间歇用水系统实例阐明了所提出方法的有效性,为具有废水集中再生处理的间歇用水系统从启动到稳定的多周期操作和设计提供依据。     

具有中间水道的废水再生循环水网络的优化

考虑废水再生循环的水网络,可以最大限度地减少系统的新鲜水消耗和废水排放量,具有中间水道的水网络结构,可以有效地提高系统的柔性,本文建立了具有中间水道的废水再生循环水网络的超结构,提出了网络优化的数学模型。由于该最优网络涉及多参数的优化,本文采用了分步优化的策略,根据各参数的相对重要性,依次对新鲜水消耗量、再生水流率和再生负荷进行优化。计算实例表明,本文建立的方法是有效的。     

具有最简结构水回用网络的优化

当前对水回用网络的研究主要集中在如何构造新鲜水量最小的水网络, 却忽视了该水网络的不唯一性.为了降低水回用网络的费用,应考虑水网络的最简结构.今用连接数的概念来描述用水网络的结构复杂性.连接数就是新鲜水道与过程、过程与过程、过程与废水道之间连接个数的总和.今以最小新鲜水量和网络连接数为目标,在网络超结构的基础上,建立了多杂质水回用网络优化的数学模型.用该模型确定的用水网络,具有最小新鲜水用量和最简结构,因而具有很好的经济性.最后通过实例说明了本方法的有效性.     

提高污水排放标准的工艺改造

对南阳石蜡精细化工厂污水处理场的碱渣预处理单元、混合污水处理单元生化系统和回用循环水处理单元的水量、水质、处理设施进行分析、研究,采取相应的措施进行改造,使污水处理场外排标准由国标《污水综合排放标准》(GB8978-1996)二级排放标准提标到一级排放标准;回用循环水水水质达中石化企业标准Q/SH 0104-2007《炼化企业节水减排考核指标与回用水质控制指标》的要求,为同类装置提供了可参考的经验。     

考虑再生操作的间歇过程用水网络优化

当前,水资源短缺与污染问题日益严重,废水再生后回用对节约水源和保护环境具有重要的意义。针对间歇过程,为了合理利用不同品质的过程水源,实现用水系统的最大水回用,本文建立了一个包含水源-水阱、水源-中间储罐-水阱、水源-连续再生体系-水阱与水源-废水处理系统的用水网络超结构,基于连续时间模型建立数学模型,并采用多目标分步法依次优化新鲜水用量、再生单元的再生速率以及中间储罐数目,最终得到新鲜水消耗量以及废水排放量最小的最优用水网络结构。同时,为贴近实际生产中的多操作周期过程,本文针对用水系统从启动周期到稳定周期的全过程,进行了用水网络的设计、分析与优化。最后通过算例计算,验证了本文所提方法的合理有效性。     

具有两个再生单元的多杂质水网络设计

在水网络中引入再生回用/循环,可以有效地减少新鲜水消耗量和废水排放量。目前文献大多只讨论了具有一个再生单元的系统。作者研究了具有两个再生单元并产生两个不同浓度再生水流的水网络。对于一些使用高浓度再生水流即可满足的过程,无需使用低浓度再生水流,这样可以减少低浓度再生水的使用量,即减少费用较高处理过程的处理量,从而降低再生处理费用。采用迭代方法进行计算,计算过程稳定可靠。     

水夹点技术在炼油厂的应用实例

介绍了水夹点技术的理论,同时给出该技术在M炼油厂的计算实例。首先确定初始浓度间隔图;通过浓度转移,确定最终浓度间隔图;以最大限度地进行各浓度间隔、各用水操作之间的水回用为前提,计算出新鲜水用水量、回用水量和各操作入、出口浓度,从而得到最小用水量;最后进行用水网络设计。该项目的实施可使该厂的用水量节约23%。     

采用迭代方法设计具有再生再利用/循环的单杂质用水系统

具有再生再利用/循环利用的水网络与只有再利用的水网络不同之处在于前者增加了再生水流。如能确定再生水流的浓度和流量并将之加到只考虑再利用的水网络中,即可构成具有再生再利用/循环利用的水网络。在上述思想基础上提出一种迭代法设计具有再生再利用/循环利用的水网络。该方法既可以解决给定移除率（removal ratio,RR）问题,又可以解决固定再生浓度问题。对RR问题,根据水网络及再生过程的特点估算出初始再生水流浓度,再生水流的量待定。将所得再生水流加到只考虑再利用的网络中构成具有再生过程的水网络。设计上述水网络,可以得出新的再生水流的量及浓度。当相邻两次再生浓度之差小于给定值时迭代结束。对RR问题,通常只需几次迭代即可得出最终设计;对于固定再生浓度问题,只需一次迭代即可得出最终设计。设计中考虑了影响水网络设计总费用的新鲜水用量、再生水用量和杂质再生负荷3个主要参数。对文献中几个实例的研究表明,本文方法得到的设计与文献中的设计相当,而设计步骤比文献中的简单。     

再生炼油污水回用于循环冷却水系统的缓蚀阻垢研究

沿海某炼油厂含油污水经除油、两级气浮处理后再经MBR处理工艺处理,其再生污水已成功回用于循环冷却水系统,回用量占补充水量的50%。随着再生污水回用比例的不断上升,系统的腐蚀和结垢倾向均有增加的趋势。为寻求适用于100%再生污水作补充水条件下的循环冷却水系统的缓蚀阻垢剂配方,进行了试验研究。通过试验,3号配方缓蚀阻垢性能优良,在药剂投加量为60mg/L的条件下,碳钢挂片腐蚀率为0.0577mm/a、碳酸钙阻垢率为97%以上,各项指标均能满足中石化评定标准的要求。     

煤制甲醇污水深度处理及回用工程实例

针对煤制甲醇生产用水量大,污水污染物浓度高的特点,为节水减排,保护环境,设计采用IMC工艺处理以气化污水为主的生产污水;双膜法深度处理循环水系统的排污水。生产污水和循环水系统的排污水经处理后均回用作为循环水系统的补充水。煤制甲醇污水处理后回用,不仅节约了水资源,而且大大减少了污水外排对环境的污染,取得了较好的节水效果和社会效益。     

基于线性规划的单杂质间歇过程用水最小化

对间歇化工过程的单杂质用水网络提出了以新鲜水量最小为目标的优化设计方法。该方法对间歇过程的每个操作假定为一个操作接一个储罐,对所有操作按出口浓度从小到大排序,避免了高浓度水回用到低浓度水的操作中,去掉了用水网络中多余的连接,构造了用水网络超结构。该超结构可以表述为一个线性规划模型。通过GAMS求解该模型得出每个操作周期的最小新鲜水量,并通过证明得出该最小用水量随操作周期增加最终不再变化。该方法可以用作有、无中间储罐间歇过程用水网络综合,实例计算结果表明该方法是可行的,与其他方法相比更简单。     

电吸附技术实现污水高端再生利用

由常州爱思特净化设备有限公司研发的污废水回用与除盐工艺：电吸附除盐水净化与水回用技术获得工业应用。污水经常规二次处理后再通过电吸附单元进行除盐处理,出水全面满足再生水要求,可直接作为循环冷却水等工业用水,真正实现污废水高端再生回用。     

炼油企业循环水系统理论分析

对我国炼油企业敞开式循环水系统给排水、盐度、浊度、COD等平衡进行了理论分析。结果表明,循环水系统新鲜水消耗量高的主要原因是泄漏大、风吹损失高、旁滤反洗量大,导致浓缩倍数低;采用适当控制措施后,可将泄露率降至5％、风吹损失系数降至0．04％、反洗用水耗率降至2％,使系统补充水量得到显著降低;鉴于循环水和补充水的水质要求,建议开发适应高浓缩倍数的药剂、新型旁滤及污水回用技术。     

再生循环水系统引入再生过程后夹点位置

引入再生循环的最优水系统可以最大限度地节约新鲜水的用量和减少废水的排放,是当前节水技术研究的重点。用水系统引入再生过程后,极限供水线会发生变化,从而水系统夹点个数以及位置都可能会发生变化。运用前人总结出的再生循环过程最佳供水线的构造方法,分析影响引入再生过程后夹点位置变化的因素,发现引入再生过程前后夹点位置的变化情况与以下因素有关：极限复合曲线上的凹点位置以及凹向极限供水线的程度和最高浓度用水单元水流率与新鲜水流率的关系,并分析得出夹点位置的变化规律,从而为用水网络的分析和设计提供理论性的指导。